به گزارش ثریا   - عصر چهارم فضا همزمان با مطرح شدن انقلاب صنعتی چهارم در سال ۲۰۱۶ توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) بوده است. متناظر با مفهوم ۰.۴ Industry در صنعت، تمرکز ۰.۴ Space بر اتصال علم، صنعت، سیاست و جامعه به روش‌های نوین و جدید است. هدف اصلی ۰.۴ Space یا همان عصر چهارم فضا ایجاد ارزش افزوده در بخش خدمات و سرویس‌های فضایی است.

تعاریف عصر‌های اول تا چهارم فضا به اینگونه است؛ عصر اول فضا: نجوم و اخترشناسی، عصر دوم فضا: رقابت فضایی ابرقدرت ها، پرتاب ماهواره و سفر به ماه، عصر سوم فضا: همکاری‌های بین المللی، ایستگاه بین المللی فضایی، همکاری محدود با بخش خصوصی، عصر چهارم فضا: ترکیب فناوری‌های نوین با فناوری فضایی، نوآوری، حضور پررنگ در بخش خصوصی دارد.

در این گزارش قرار است با عصر چهارم فضا و فناوری‌های نوینی که در عصر چهارم فضا مورد توجه قرار دارند آشنا شوید که به برخی ازآن‌ها اشاره شده مانند: ساخت هوشمند و چاپ ۳ بعدی (که در حوزه طراحی و ساخت ماهواره و بخش زمینی عصر چهار فضا است)، روبات‌های هوشمند (ماه نورد و مریخ نورد)، اینترنت اشیاء و سنسور‌های هوشمند (پایش و هشدار و مدیریت بالیای طبیعی)

چاپ سه بعدی به معنای تولید عظیم و قطعات مختلف سه بعدی است که با استفاده از چاپگر های مخصوص انجام می شود و مشخصات جسم مورد نظر به صورت یک فایل دیجیتال به چاپگر ارسال و جسم مورد نظر نیز وارد چاپگر می شود و فرایند ایجاد مرحله به مرحله جسم در چاپگر انجام و اعمال می شود.

نمونه‌های بکارگیری چاپگر‌های ۳ بعدی در صنعت فضایی به صورت زیر است:

چاپ ۳ بعدی قطعات در جاذبه صفر

این فناوری در حال حاضر در ایستگاه بین المللی فضایی در حال استفاده و تست است و با استفاده از آن می‌توان قطعات مورد نیاز را با سرعت بالا و هزینه پایین تولید کرد.

بازیافت در فضا

با استفاده از فناوری چاپگر‌های ۳ بعدی اخیرا ناسا پروژه‌ای را آغاز کرده است که قطعات زاید پلاستیکی را می‌توان به اجسام مورد نیاز تبدیل کرد. این فناوری در ایستگاه فضایی و سفر‌های فضایی کاربرد بسیار زیادی دارد.

تولید قطعات بزرگ ایستگاه فضایی

یک شرکت آمریکایی اخیرا ایده‌ای را مطرح کرده است که با استفاده از یک بازوی رباتیک بزرگ بتوان قطعات بیروی ایستگاه فضایی را با فناوری چاپ ۳ بعدی تولید کرد. این فناوری باعث کاهش هزینه‌های ارسال قطعات به فضا خواهد شد.

تولید سازه‌های مورد نیاز در سطح ماه

آژانس فضایی اروپا در حال کار بر روی یک پروژه است که بتواند سازه‌های مورد نیاز بشر را در سطح ماه تولید کند. نتیجه این پروژه، ایجاد سازه‌های مختلف و ساختمان‌ها با استفاده از خاک سطح ماه خواهد بود.

تولید ماهواره

شرکت تالس در سال‌های اخیر چندین ماهواره که شامل قطعات تولید شده با فناوری چاپ ۳ بعدی هستند را به فضا پرتاب کرده است. با استفاده از این فناوری می‌توان قطعات پیچیده و جدا از هم را به صورت یکپارچه تولید کرد و وزن تجهیزات را به صورت قابل ملاحضه ای کاهش داد.

تولید ماهواره‌های مکعبی: آژانس فضایی اروپا (ESA) موفق شده است با استفاده از یک ماده خاص با نام Peek و چاپگر سه بعدی ماهواره مکعبی بسازد. این ماده یک ترموپالستیک جامد و پایدار با مقاومت در برابر درجه حرارت بالاست که مقداری موارد نانو به آن اضافه شده است تا رسانا باشد. با این کار ارسال ماهواره‌های مکعبی به فضا راحت‌تر و ارزان تر می‌شود.

روبات‌های هوشمند (ماه نورد و مریخ نورد)

در سال‌های آینده روبات‌های هوشمند بخش بزرگی از زندگی بشر را تحت تاثیر قرار می‌دهند و بسیاری از کار‌ها توسط آن‌ها انجام خواهد شد. یکی از جنبه‌های استفاده از روبات‌ها و وسایل روباتیک هوشمند، کاوش در سیارت است که هنوز زمینه فرود انسان در آن‌ها فراهم نشده است. شرکت آئودی اخیرا یک ماه نورد کوچک ساخته است که برای کاوش در سطح ماه ایجاد شده است. ساختار آن به صورت سه بعدی از آلومینیوم و تیتانیوم و با چاپگر ۳ بعدی چاپ شده است. استفاده از این تکنولوژی باعث کاهش وزن این ماه نورد شده است که فقط ۳۱ کیلوگرم وزن دارد.

نمونه دیگری از این روبات‌های هوشمند فضایی، مریخ نورد استقامت است. این مریخ‌نورد که به بزرگی یک اتومبیل سواری است با هفت ابزار علمی برای مطالعه سطح مریخ مجهز است. مریخ‌نورد استقامت در مجموع ۶۳ دوربین و دو میکروفون یک دستگاه تهیه اکسیژن به همراه دارد. این کاوشگر در تاریخ اول فوریه ۲۰۲۱ برابر با ۱  اسفند ماه ۱۳۹۹ خبر فرود خود را بر سطح مریخ و نخستین عکس خود را از این سیاره ثبت و به زمین فرستاد.

اینترنت اشیاء و سنسور‌های هوشمند و ۵G 

طبق پیش بینی‌های انجام شده، تا سال ۲۰۲۵ بیش از ۲۲ بیلیون شیء متصل به اینترنت خواهیم داشت که انواع تجهیزات، ماشین آلات، خودرو، لوازم خانگی، سنسورها، هواپیماها، گوشی‌های موبایل، تلویزیون و ... را شامل می‌شود. یکی از بستر‌های اصلی ارائه اینترنت برای اتصال تجهیزات، شبکه موبایل نسل پنجم (۵ G) است که به سرعت در حال گسترش است. انتظار می‌رود اتصالات ۵ G از ۱۰ میلیون به ۱.۸ میلیارد در سال ۲۰۲۵ افزایش یابد.

در حال حاضر فقط حدود ۲۵ ٪ از خشکی‌های جهان توسط دکل‌های شبکه موبایل تحت پوشش قرار دارند. بقیه سرزمین‌ها و کل سطح دریا‌ها هیچ پوششی ندارند. برای فعال کردن زیرساخت اتصال عظیم و پوشش سراسری باید فراتر از دکل‌های موبایل حرکت کنیم. شبکه منظومه‌های ماهواره‌ای می‌توانند بستر ارتباطی پایدار و سراسری را برای اتصال تجهیزات اینترنت اشیاء فراهم کنند. تاکنون چندین منظومه ماهواره‌های کوچک طراحی و در حال توسعه و عملیاتی شدن هستند که معروف‌ترین آن‌ها شبکه starlink متعلق به شرکت SapceX  است که تا کنون بیش از ۱۲۰۰ ماهواره به فضا پرتاب کرده و سرویس اینترنت ماهواره‌ای را در برخی نقاط جهان آغاز کرده است.

(شبیه سازی و دوقلو‌های دیجیتال) توسعه فضا پیما‌ها و ماهواره‌ها

(دوقلوی دیجیتال) Twing Digital) ایجاد یک مجموعه متناسب از اطلاعات شامل) ساختار، عملکرد و رفتار (یک موجود فیزیکی در فضای مجازی است که امکان همگرایی بین حالت‌های فیزیکی و مجازی را فراهم می‌کند. در واقع برای آشنایی بیشتر و اطلاع از حالت‌های مختلف و کشف زوایای مختلف یک سیستم فیزیکی پیچیده، با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری، دوقلوی دیجیتال آن سرا ایجاد می‌کنند و تمامی جوانب سیستم را قبل ساخت نمونه واقعی بررسی می‌کند. این تکنولوژی برای شبیه سازی فضاپیما‌ها و ماهواره‌هایی که قرار است در یک محیط ناشناخته فضایی کار کنند بسیار مفید است و سازمان فضایی آمریکا (NASA) چندین سال است که در حال توسعه این تکنولوژی است.

با استفاده از این فناوری داده‌ها همه جا به راحتی در دسترس خواهند بود و امکان استفاده از زیرساخت‌های پردازشی به صورت آسان و مقرون به صرفه وجود خواهد داشت.

باشگاه خبرنگاران جوان